§ 38. Почва — особое природное тело

КАКОВО СТРОЕНИЕ ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПРОФИЛЬ?

Почва — это верхний тонкий слой земной коры суши, обладающий уникальным природным качеством — плодородием. Плодородием называют способность почвы обеспечивать корни растений необходимым количеством влаги, питательных минеральных веществ и почвенным воздухом для создания органического урожая. Основоположником научного почвоведения стал великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев, который в конце XIX века доказал, что почва — это не просто измельченная горная порода, а совершенно самостоятельное, живое «четвертое царство природы». Почва возникает в результате сложнейшего взаимодействия пяти факторов: климата, растительности и животных, материнской горной породы, рельефа и времени.

Главным действующим началом плодородия служит гумус (перегной) — сложное темное органическое вещество, образующееся в результате биохимического разложения отмерших растительных остатков (опада листьев, хвои и корней трав) почвенными бактериями, грибами и червями. Чем толще слой гумуса, тем плодороднее почва.

Вертикальный срез почвы от поверхности до исходной горной породы называется почвенным профилем. Полнопрофильная зрелая почва разделяется на три ключевых генетических горизонта:

• Горизонт A₀ — лесная подстилка или степной войлок, состоящий из свежего, еще не разложившегося опада;
• Горизонт A₁ (гумусовый горизонт) — верхний самый темный слой, в котором накапливается перегной. Вниз по профилю он постепенно светлеет по мере убывания гумуса;
• Горизонт A₂ (горизонт вымывания / элювиальный) — белесый или пепельно-серый слой, из которого нисходящие потоки дождевой воды растворяют и вымывают минеральные соли, глинистые частицы и органику (особенно ярко выражен в подзолистых почвах тайги);
• Горизонт B (горизонт вмывания / иллювиальный) — плотный, бурый, коричневато-красный или мучнисто-белый слой, куда вымытые сверху вещества оседают и концентрируются;
• Горизонт C (материнская порода) — подстилающая горная порода (песок, глина, суглинок), на которой происходило развитие почвы.

МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ПОЧВЫ

Качество и свойства почвы определяются не только запасами гумуса, но также ее гранулометрическим (механическим) составом и внутренней архитектоникой:

1. Механический состав: соотношение в почве различных по размеру минеральных частиц — от крупных песчинок и гравия до тончайшей глинистой и пылеватой фракции. По механическому составу выделяют почвы:
   • Песчаные и супесчаные: рыхлые, легкие в обработке, отлично пропускают воду и воздух, но мгновенно пересыхают и крайне бедны элементами питания;
   • Глинистые и суглинистые: связные, плотные и тяжелые, надежно удерживают влагу и богаты питательными минералами, но при переувлажнении плохо вентилируются;
   • Скелетные: содержат в составе обломки твердых скальных пород (характерны для гор).
2. Структура почвы: способность почвенной массы распадаться на устойчивые естественные комочки:
   • Структурная почва (комковатая, зернистая): глинистые и гумусовые коллоиды склеивают частицы в прочные гранулы диаметром от 1 до 10 мм. В промежутках между комочками свободно циркулирует воздух, а внутри них сохраняется капиллярная влага. Это идеальная среда для корней растений и клубеньковых бактерий. Образцовой зернистой структурой обладают степные чернозёмы;
   • Бесструктурная почва: состоит из мельчайших пылевидных частиц размером менее 0,05 мм. При дождях такая почва мгновенно заплывает, превращаясь в липкую воздухонепроницаемую жижу, а на солнце высыхает в монолитную твердую корку, губящую всходы.

ЗАКОН ШИРОТНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ И ТИПЫ ПОЧВ РОССИИ

Главный закон почвоведения — закон широтной зональности: смена типов почв на равнинах строго следует за широтным изменением климатических характеристик — соотношения тепла и влаги (коэффициента увлажнения $K$). На территории России с севера на юг последовательно сменяются:

• Тундрово-глеевые почвы: формируются в условиях сурового холода и избыточного увлажнения ($K > 1$). Растительный опад ничтожен, слой перегноя крайне тонок (1–2 см). Постоянный избыток влаги и нехватка кислорода приводят к образованию сизо-голубого с ржавыми разводами глеевого горизонта недоокисленных соединений железа;
• Подзолистые почвы: господствуют в зоне тайги под хвойными лесами. Хвойный опад беден питательными веществами, а избыточные осадки вызывают постоянный промывной режим. Гумусовый горизонт не превышает 10–15 см, а под ним лежит белесый пепельный горизонт вымывания $A_2$, напоминающий золу (отсюда название «подзол»). Почвы кислые и малоплодородные;
• Мерзлотно-таёжные и болотно-торфяно-глеевые почвы: развиты в тайге Восточной Сибири на вечной мерзлоте и на заболоченных низинах Западной Сибири;
• Дерново-подзолистые почвы: характерны для смешанных хвойно-широколиственных лесов. Благодаря богатому листовому опаду и травостою гумусовый горизонт достигает 20–30 см, почвы более плодородны;
• Серые лесные почвы: формируются под широколиственными дубравами и в лесостепи при сбалансированном увлажнении ($K \approx 1$). Мощность гумуса составляет 25–40 см, почвы обладают высоким естественным плодородием;
• Чернозёмы: «царь почв» и главное национальное достояние России. Образуются в степях и луговых степях при умеренно теплом лете и небольшом дефиците влаги ($K < 1$). Колоссальная масса корней степных трав ежегодно отмирает, формируя зернистый черный горизонт гумуса мощностью от 60–80 см до 1 метра и более с рекордным содержанием перегноя (до 8–12%). Это самые плодородные пахотные земли на Земле;
• Каштановые почвы: развиты в сухих степях под низкорослыми разреженными травами. Опада меньше, мощность гумуса составляет 30–40 см, цвет спелого каштана. Нуждаются в поливе;
• Бурые полупустынные почвы: формируются в Прикаспии при резком недостатке влаги. Гумуса мало, почвы сильно засолены.

Наряду с зональными существуют азональные почвы — аллювиальные пойменные (на речных наносах) и засоленные солончаки и солонцы в бессточных котловинах Поволжья. В горах смена почв подчиняется закону высотной поясности. Для поддержания плодородия человек применяет мелиорацию: орошение, осушение, полезащитное лесоразведение и террасирование склонов против эрозии.